JP2527856B2 - 磁気センサ - Google Patents

磁気センサ

Info

Publication number
JP2527856B2
JP2527856B2 JP3145977A JP14597791A JP2527856B2 JP 2527856 B2 JP2527856 B2 JP 2527856B2 JP 3145977 A JP3145977 A JP 3145977A JP 14597791 A JP14597791 A JP 14597791A JP 2527856 B2 JP2527856 B2 JP 2527856B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
magnetic sensor
magnetic flux
frame
rotation angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3145977A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04369405A (ja
Inventor
昭博 有吉
政美 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3145977A priority Critical patent/JP2527856B2/ja
Priority to DE4219907A priority patent/DE4219907C2/de
Publication of JPH04369405A publication Critical patent/JPH04369405A/ja
Priority to US08/354,156 priority patent/US5545986A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2527856B2 publication Critical patent/JP2527856B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アームの回転に連動
する磁石の回転にともなう強磁性磁気抵抗素子を横切る
磁束変化を検出する磁気センサに関し、特に検出できる
磁石の回転角度を大きくでき、量産性に優れた磁気セン
サ構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の磁気センサを示す断面図、
図5は従来の磁気センサにおける磁石と強磁性磁気抵抗
素子との配置を模式的に示す平面図であり、図において
1は磁気センサの樹脂フレーム、2は樹脂フレーム1に
回転自在に取り付けられた回転軸、3は回転軸2の一端
に固着されたアーム、4は回転軸2の他端に成形された
円筒状のモールドケースであり、このモールドケース4
内に磁石6が収納され、接着剤7で接着固定されてい
る。8は強磁性磁気抵抗素子9(以下、MR素子とい
う)が搭載された回路基板であるセラミック基板であ
り、このセラミック基板8上には図示していないが配線
パターンが形成されるとともに各種電子部品が搭載さ
れ、外径を基準として樹脂フレーム1に取り付けられて
いる。ここで、MR素子9は強磁性磁気抵抗材料からな
る互いに直交する櫛歯状パターン10a、10b、GN
D端子11a、Vcc端子11bおよび出力端子11c
が形成された感磁面9aをモールドした直方体形状をな
し、この感磁面9aが磁石6に直交するように配置され
ている。12は入出力端子である。
【0003】つぎに、上記磁気センサの動作を説明す
る。例えば車両の空気流路である吸気管のスロットルバ
ルブ(図示せず)の開閉状態に連動して、アーム3が回
転する。アーム3の回転に連動して磁石6が回転する。
磁石6の回転によって、MR素子9の感磁面9aを横切
る磁束が変化し、この感磁面9aを横切る磁束変化に応
じてMR素子9の抵抗値が変化し、磁石6の回転角度に
対応した電圧を出力する。MR素子9からの出力電圧は
増幅され、入出力端子12を介して外部装置(図示せ
ず)に出力され、スロットルバルブの開閉状態が検出さ
れる。
【0004】ここで、MR素子9の検出動作について図
5に基づいて説明する。GND端子11aとVcc端子
11bとの間に所定電圧を印加し、櫛歯状パターン10
a、10bの抵抗分割による電圧を出力端子11cから
出力する。図5の矢印D方向の磁石6の回転にともなっ
て櫛歯状パターン10a、10bを横切る磁束が変化す
ることにより、櫛歯状パターン10a、10bの抵抗値
が変化し、出力端子11cからの出力電圧が変化する。
この出力端子11cからの出力は、図3のAに示すよう
に、磁石6の回転に応じて正弦波の出力が得られ、出力
電圧と磁石6の回転角度とは±35°の角度範囲でリニ
アな関係が得られている。したがって、従来の磁気セン
サは磁石6の回転を±35°の角度範囲で検出すること
ができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気センサは以
上のように、MR素子9の感磁面9aが互いに直交する
櫛歯状パターン10a、10bで構成されているので、
検出できる磁石6の回転角度範囲が狭いという課題があ
った。
【0006】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、磁石の回転角度範囲を高精度で
広範囲に検出でき、量産性に優れた磁気センサを得るこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る磁気セン
サは、回路基板を介して強磁性磁気抵抗素子と対向する
フレームの底面に位置決め部を設け、この位置決め部に
バイアス磁石を位置決め固定するものである。
【0008】
【作用】上記のように構成された発明においては、図6
の磁束方向ベクトル図に示す通り、磁石の回転角度
(θ)を検出する際に感磁面を横切る磁束方向は磁石
の磁束方向(θ 1 とバイアス磁石の磁束方向との合成
磁束方向(θ 2 なる。この合成磁束方向の変化
(θ 2 、図6から明らかな様に、磁石の回転角度
(θ)に対応する磁束方向の変化(θ 1 )に対して、θ 2
<θ 1 <θの関係が成り立ち、検出可能な磁石の回転角
が広がる。また、バイアス磁石を取り付ける位置決め
部をフレーム底面に設けているので、フレーム上で磁
石、回路基板およびバイアス磁石の取り付け位置を規制
でき、磁石、回路基板およびバイアス磁石の位置関係を
高精度に位置決めでき、さらに回路基板上の搭載される
電子部品の配置を制約することもない。
【0009】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の一実施例を示す断面図、図2はこ
の発明における磁石と強磁性磁気抵抗素子との配置を模
式的に示す平面図であり、図において図4および図5に
示した従来の磁気センサと同一または相当部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。図において、13は
バイアス磁石14を位置決め固定する位置決め部であ
り、この位置決め部13はセラミック基板8を介してM
R素子9と対向する樹脂フレーム1の底面に設けられ、
樹脂フレーム1の型成形の際に同時に成形される。ここ
で、MR素子9の感磁面9aには、左右対称の、互いに
直交する櫛歯パターン10a、10bが形成されてい
る。
【0010】このように構成された上記実施例において
は、樹脂フレーム1の型成形時に、同時に樹脂フレーム
1の底面に位置決め部13を設けて、樹脂フレーム1上
に回転軸2、セラミック基板8およびバイアス磁石14
を位置決めて取り付けているので、磁石6、MR素子9
およびバイアス磁石14の位置関係を高精度に位置決め
できる。したがって、磁石6の回転角度検出に大きく影
響する磁石6、MR素子9およびバイアス磁石14にお
ける位置関係のバラツキを抑え、高精度の検出精度を持
つ磁気センサを安定して製造することができる。また、
バイアス磁石14を樹脂フレーム1の底面に位置決め固
定しているので、セラミック基板8上に搭載される電子
部品の配置に何等制約を与えない。
【0011】つぎに、上記実施例の動作について説明す
る。まず、バイアス磁石14を取り付けない場合には、
磁石6の回転により感磁面9aを横切る磁束が変化し、
櫛歯状パターン10a、10bの抵抗値が変化し、出力
端子11cから櫛歯状パターン10a、10bで抵抗分
割された出力電圧が出力される。この出力端子11cか
らの出力は、図3のBに示す正弦波となり、検出できる
磁石6の回転角度範囲は±45°に広げられた。ここ
で、バイアス磁石14を位置決め部13に位置決め固定
すると、感磁面9aを横切る磁束方向は、磁石6の磁束
方向とバイアス磁石14の磁束方向との合成磁束方向と
なる。磁石6の回転に対応する合成磁束方向の回転角度
変化は、磁石6の回転に対応する磁石6の磁束方向の回
転角度変化より小さくなる。したがって、MR素子9は
感磁面9aを横切る磁束変化を検出しているので、検出
できる磁石6の回転角度範囲は、図3のCに示すように
±60°と、実質的に広範囲とすることができた。
【0012】上記実施例の磁気センサのその他の動作
は、図4に示した従来の磁気センサと同様に動作する。
【0013】なお、上記実施例では、左右対称に、互い
に直交する櫛歯状パターン10a、10bが形成された
感磁面9aを有するMR素子9を用いて説明している
が、図5に示すような互いに直交する櫛歯状パターン1
0a、10bが形成された感磁面9aを有するMR素子
9を用いても同様の効果を奏する。
【0014】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
回路基板を介して強磁性磁気抵抗素子と対向するフレー
ム底面に位置決め部を設け、バイアス磁石を位置決め部
に位置決め固定しているので、磁石の回転角度範囲を高
精度に広範囲に検出でき、量産性に優れた磁気センサが
得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の磁気センサの一実施例を示す断面図
である。
【図2】この発明の磁気センサにおける磁石と強磁性磁
気抵抗素子との配置を模式的に示す平面図である。
【図3】磁石の回転角度と出力電圧との関係を示すグラ
フである。
【図4】従来の磁気センサの一例を示す断面図である。
【図5】従来の磁気センサにおける磁石と強磁性磁気抵
抗素子との配置を模式的に示す平面図である。
【図6】 この発明の磁気センサの作用を説明する図で
ある。
【符号の説明】
1 樹脂フレーム 2 回転軸 3 アーム 6 磁石 8 セラミック基板(回路基板) 9 強磁性磁気抵抗素子 13 位置決め部 14 バイアス磁石

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームと、前記フレームに回転自在に
    取り付けられ、一端にアームが固着された回転軸と、前
    記回転軸の他端に配設された磁石と、前記フレームに保
    持され、強磁性磁気抵抗素子が搭載された回路基板とを
    備え、前記磁石の回転角度を前記強磁性磁気抵抗素子を
    横切る磁束変化として検出する磁気センサにおいて、前
    記回路基板を介して前記強磁性磁気抵抗素子と対向する
    前記フレームの底面に位置決め部を設け、前記位置決め
    部にバイアス磁石を位置決め固定したことを特徴とする
    磁気センサ。
JP3145977A 1991-06-18 1991-06-18 磁気センサ Expired - Fee Related JP2527856B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3145977A JP2527856B2 (ja) 1991-06-18 1991-06-18 磁気センサ
DE4219907A DE4219907C2 (de) 1991-06-18 1992-06-17 Magnetischer Sensor
US08/354,156 US5545986A (en) 1991-06-18 1994-12-06 Magnetic sensor having a ferromagnetic resistive element, a frame and a bias magnet integrally mounted to the frame

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3145977A JP2527856B2 (ja) 1991-06-18 1991-06-18 磁気センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04369405A JPH04369405A (ja) 1992-12-22
JP2527856B2 true JP2527856B2 (ja) 1996-08-28

Family

ID=15397351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3145977A Expired - Fee Related JP2527856B2 (ja) 1991-06-18 1991-06-18 磁気センサ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5545986A (ja)
JP (1) JP2527856B2 (ja)
DE (1) DE4219907C2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5675250A (en) * 1995-04-28 1997-10-07 Caterpillar Inc. Angular position sensor having no physical electrical contact between a rotating portion and a stationary portion of the sensor
US5912556A (en) * 1996-11-06 1999-06-15 Honeywell Inc. Magnetic sensor with a chip attached to a lead assembly within a cavity at the sensor's sensing face
JP3941082B2 (ja) 1998-01-28 2007-07-04 株式会社安川電機 磁気式検出器
US8933691B2 (en) * 2007-10-27 2015-01-13 Walbro Engine Management, L.L.C. Rotary position sensor
JP4780117B2 (ja) * 2008-01-30 2011-09-28 日立金属株式会社 角度センサ、その製造方法及びそれを用いた角度検知装置
JP2009244044A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Tokai Rika Co Ltd 磁気式回転位置検出装置
JP2013253878A (ja) * 2012-06-07 2013-12-19 Mikuni Corp 角度センサ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5613244B2 (ja) * 1974-07-31 1981-03-27
GB2071333B (en) * 1980-02-22 1984-02-01 Sony Corp Magnetic sensor device
US4380928A (en) * 1980-08-29 1983-04-26 Aisin Seiki Company, Limited Rotational angle sensor
IT1211140B (it) * 1980-12-09 1989-09-29 Sony Corp Dispositivo commutatore a sensore magnetico.
DE3132549A1 (de) * 1981-08-18 1983-03-03 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur erfassung der drehzahl von rotierenden teilen
JPS5886405A (ja) * 1981-11-18 1983-05-24 Nec Corp 角度検出器
DE3426784A1 (de) * 1984-07-20 1986-01-30 Bosch Gmbh Robert Magnetoresistiver sensor zur abgabe von elektrischen signalen
JPS61120967A (ja) * 1984-11-16 1986-06-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気センサ
JPH0719923B2 (ja) * 1984-12-14 1995-03-06 日本電装株式会社 位置検出装置
DE3447312A1 (de) * 1984-12-24 1986-07-10 Standard Elektrik Lorenz Ag Magnetfeldsensor
JPH081387B2 (ja) * 1985-12-23 1996-01-10 松下電器産業株式会社 磁気センサ
US4875008A (en) * 1988-02-16 1989-10-17 North American Philips Corporation Device for sensing the angular position of a shaft
DE4014885C2 (de) * 1989-05-13 1995-07-13 Aisan Ind Drehwinkelaufnehmer
US5278497A (en) * 1991-06-18 1994-01-11 Mitsubishi Denki K.K. Magnetic sensor having a magnet-sensitive plane of an MR element arranged perpendicular to both a substrate plane and a magnet

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04369405A (ja) 1992-12-22
US5545986A (en) 1996-08-13
DE4219907A1 (de) 1993-12-09
DE4219907C2 (de) 1995-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5801529A (en) Magnetoresistance sensing device without hystersis influence
US6107793A (en) Magnetic sensing device unaffected by positioning error of magnetic field sensing elements
US6169396B1 (en) Sensing device for detecting change in an applied magnetic field achieving high accuracy by improved configuration
US5982171A (en) Sensing device for detecting the angular displacement and relative position of a member of magnetic material
US5148106A (en) Angle detection sensor with setting of ratio of magnetic forces of rotating magnet and bias magnet
US5021736A (en) Speed/position sensor calibration method with angular adjustment of a magnetoresistive element
US7112957B2 (en) GMR sensor with flux concentrators
JP2000028312A (ja) 小型非接触式位置センサ
JP2008534926A (ja) 複数の回転式に構成された磁気センサを利用した角位置検出
JPH11304415A (ja) 磁気検出装置
US9091565B2 (en) Magnetic position detection apparatus
EP1406068B1 (en) Rotation angle detecting device using pairs of GMR sensors connected in a wheatstone bridge
JPH05215505A (ja) 位置検出装置
JP2527856B2 (ja) 磁気センサ
JPH0868606A (ja) 回転角度検出装置
US6522132B1 (en) Linear angular sensor with magnetoresistors
US5877626A (en) Temperature resistant magnetoresistance sensing device
US5789919A (en) Magnetoresistance sensing device with increased magnetic field detection efficiency
JP4444485B2 (ja) 角度センサ
JPH03195970A (ja) 磁気検出装置
JPH05157507A (ja) 磁気センサおよび磁気センサ用磁石の固定方法
JP4984962B2 (ja) 磁気式角度センサ
JPH05196407A (ja) 回転変位検出装置
JPH09287911A (ja) 回転変位検出装置
JPH05322510A (ja) スロットルポジションセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080614

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees